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TEMA 5

COMPOSICIÓN QUIMICA DE LOS SERES VIVOS

CLASIFICACIÓN ATENDIENDO A SU ABUNDANCIA BIOELEMENTOS PRIMARIOS: H, C, O, N, 99,3% BIOELEMENTOS SECUNDARIOS: Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg, Fe 0,7% OLIGOELEMENTOS: Mn, I, Cu, Zn, F, Mo, Se, Sr, TRAZAS CLASIFICACIÓN ATENDIENDO A SU FUNCIÓN PLÁSTICA O ESTRUCTURAL: H, O, C, N, P, S ESQUELÉTICA: Ca, Mg, P, F, Si Sr (nadie sabía que este elemento se encontraba) ENERGÉTICA: C, O, H, P CATALÍTICA: Fe, Co, Cu, I OSMÓTICA Y ELECTROLÍTICA: Na, K, Cl DÉFICIT DE ALGUNOS OLIGOELEMENTOS COBALTO: Produce anemia y retraso del crecimiento. Forma parte de la vitamina B12 necesaria para la duplicación del ADN. Si no hay B12 los hematíes no se utilizan y se quedan como células grandes. (ANEMIA …..TICA) COBRE: Anemia, defectos óseos, desmielinación, degeneración del sistema nervioso FLUOR: Caries, alteraciones de la estructura ósea. Interviene en la síntesis de dentina, por lo que su falta producirá caries YODO: Su falta produce bocio (crecimiento de la glánd tiroides). Del pescado, sal… SELENIO: Su déficit produce miocardiopatías. Es el antioxidante más potente que hay junto a la vitamina C y E. Selenio que tenemos depende del selenio que hay en la tierra Los elementos más abundantes en el organismo se pueden unir entre sí para formar unas biomoleculas más o menos complejas que solo se pueden separar por métodos puramente físicos, se denominan PRINCIPIO INMEDIATOS. Hay dos grupos: INORGÁNICOS: Distribuidos en toda la naturaleza. Agua, Sales inorgánicas y gases ÓRGANICOS: Solo los encontramos en la materia viva. Glúcidos, Lípidos, Proteínas y ácidos nucleícos Estos principios inmediatos presentan 5 niveles metabólicos: · PRECURSORES: Primer nivel. Elementos de bajo peso molecular que inician o finalizan las reacciones metabólicas: agua, CO2, amoniaco) · INTERMEDIARIOS METABOLICOS: 2º nivel. Resultado de fusión de los precursores. Mayor peso molecular. Intermediarios en procesos catabólicos y anabólicos · UNIDADES ESTRUCTURALES: 3er nivel. Son las que denominamos principios inmediatos. Son los verdaderos elementos de construcción metabólica: ácidos grasos,….) · MACORMOLÉCULAS: 4º nivel. Consecuencia de la unión de los anteriores (de los ácidos grasos, las grasas; de los aminoácidos, las proteínas…). · SUPRAMACROMOLECULAS: 5º nivel. Consecuencia de la unión de varias macromoléculas (glucolípidos, fusión de lípidos y glúcidos; las lipidoproteinas, fusión de lipido y proteínas, cuya función es el transporte de grasa por la sangre) Todo esto comienza hace unos 5000 millones de años, cuando 3 de los 4 bioelementos primarios en determinadas condiciones de temperatura y presión son capaces de unirse y forman la primera forma de vida. Son el C, O, H, N, todo sin oxigeno, es decir, de forma anaerobia.

Puede ser así porque: · Comparten electrones de su último piso orbital fácilmente, así forman enlaces covalentes con facilidad (enlace fuerte y estable)

· Disponibilidad de los átomos de carbono para la formación de esqueletos carbonados tridimensionales · Favorecen la multiplicidad de enlaces dobles y triples entre alguno de esos átomos, así como la formación de cadenas abiertas o cerradas, lineales, heterocíclicas · Posibilidad de que con muy pocos elementos se pueda dar lugar a una gran variedad de grupos funcionales, con propiedades y funciones diferentes Todo esto es gracias al CARBONO: · Estructura tetraédrica, que permite la flexibilidad espacial y que da lugar a enlaces dobles, triples… · Tiene 4 electrones en su último piso orbital, por lo que tiene una electronegatividad media y puede establecer fácilmente uniones con otros carbonos, uniones con electronegativos y uniones con electropositivos Según la posición que ocupen en la molécula, hay 4 tipos de carbonos · PRIMARIO: El carbono que se encuentra unido a otro carbono · SECUNDARIO: Carbono unido a dos carbonos · TERCIARIO: Carbono unido a tres carbonos · CUARTERNARIO: Carbono unido a cuatro carbonos Los elementos más sencillos que se producen tras la unión hace 5000 millones de años son los hidrocarburos que son compuestos binarios de C-H. El petróleo es un hidrocarburo que se obtiene de materia orgánica. Pueden tener solo enlaces simples (alcanos), enlaces dobles (alquenos) y enlaces triples (alquinos). Todos los compuestos orgánicos se estructuran a partir de los alcanos. Los DERIVADOS FUNCIONALES son átomos o grupo de átomos que al estar presentes en cualquier molécula proporcionan a estas unas propiedades químicas y unas reacciones características que se ponen sobre los hidrocarburos modificando su estructura, propiedades y función… (Alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, esteres, éteres, aminas, amidas y funciones azufradas) ALCOHOLES: Funciones en primer grado de oxidación. Sustitución de H por OH. Pueden ser primarios, secundarios y terciarios, según donde se encuentra el carbono. Esta función alcohólica forma parte de casi todas las moléculas. (Hidrocarburos cíclicos. Fenoles) ALDEHIDOS Y CETONA: Funciones en segundo grado de oxidación. Poseen un grupo funcional común (C=O) que es el grupo carbonilo. Aldehído, carbono primario. Cetonas, cuando actúa como sustituyente en un carbono secundario, hablamos de una función cetona ÁCIDOS ORGÁNICOS O CARBOXILICOS: Funciones en tercer grado de oxidación. Poseen un grupo funcional mixto: un grupo oxo (=O) y otro hidroxilo (OH) forzosamente en un carbono primario, solo se puede producir en un carbono primario. El resultado final es R – COOH ÉSTERES: Funciones resultantes de la reacción de un acido y un alcohol (dos grupos carboxílicos) ÉTERES: Funciones resultantes de la reacción de los alcoholes. (Grupos hidroxilo) AMINAS: Funciones resultantes de la sustitución de uno o varios hidrógenos del amoniaco por radicales. El grupo funcional es el amino (NH2). Pueden ser primarias, secundarias y terciarias (son sustituyentes) AMIDAS: Funciones resultantes de la sustitución de un OH de un ácido por un grupo amino FUNCIONES AZUFRADAS: Semejantes a los alcoholes pero con azufre en lugar de oxigeno. Cuando la función SH es la principal: sufijo – tiol. Cuando la función SH actúa como sustituyente: prefijo – mercapto EL AGUA EN BIOLOGIA

La mayor electronegatividad del oxigeno con respecto al hidrogeno determina una distribución asimétrica de la carga electrónica y su comportamiento como un dipolo, si bien no presenta carga neta. Esta estructura condiciona muchas de las propiedades físico-químicas del agua principalmente debido a la posibilidad de establecer puentes de hidrogeno entre sí o con otras moléculas. Unión mediante puentes de hidrogeno. Energía de enlace de 110 Kcal por mol. Elevado número de puentes de hidrogeno, la estabilidad del agua es total, el agua se encuentra en estado sólido y la denominamos hielo. La solidez y resistencia del hielo depende del número de enlaces por puente de hidrogeno. PROPIEDADES DEL AGUA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN: Elevada comparada con otros hidruros. 100 ºC a 1 atm DENSIDAD: Densidad máxima de 4ºC, lo que hace que el hielo flote. Anomalía basada en la presencia de puentes de hidrogeno que permite que el hielo flote en el agua. Mantenimiento de la temperatura en los fondos marinos, en los casquetes polares y por tanto la posibilidad de vida ELEVADO CALOR ESPECIFICO: Calor necesario para elevar la temperatura de 1 gr de líquido en 1ºC (15-16ºC). Da a entender dos cosas: la estabilización de la temperatura en todo nuestro organismo a través de la circulación sanguínea; y la regulación de la temperatura en las zonas costeras. ELEVADO CALOR DE VAPORIZACION: Calor necesario para vaporizar 1 gr de liquido 536 cal/gr). Permite eliminar el exceso de calor del organismo, evaporando cantidades relativamente pequeñas en agua, por medio de los pulmones o el sudor ELEVADA CONDUCTIVIDAD CALORIFICA: Permite una conducción de calor adecuada en el interior corporal DISOLVENTE DE COMPUESTOS POLARES DE NATURALEZA NO IONICA: Gracias a su capacidad de formar puentes de hidrogeno. Considerada como el disolvente universal ELEVADA TENSION SUPERFICIAL: Elevada cohesión entre sus moléculas tendiendo a que la superficie libre del agua sea mínima. TRANSPARENCIA: Facilita el proceso de fotosíntesis en los fondos marinos. No transparencia no fotosíntesis no vida vegetal CAPACIDAD DE HIDRATACIÓN O SOLVATACIÓN DE IONES: El carácter dipolar del agua determina que sus moléculas rodeen a los distintos iones aislándolos del resto DISOLVENTE DE MOLECULAS ANFIPÁTICAS: Solubiliza compuestos que en su estructura presentan grupos polares y apolares simultáneamente formando micelas ELECTROLITO DÉBIL: Debido a su estructura molecular, libera el mismo catión que los ácidos y el mismo anión que las bases H2o

H+ + OH –

El equilibrio está muy desplazado hacia la izquierda, tanto que a 25ºC, la concentración de protones y de iones hidroxilo es aproximadamente 10-7. pH en nuestro cuerpo: valores entre 7,38 – 7,42...